JP2011031832A - ハイブリッド車両用内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸発燃料のパージ処理流量の確保に好適なハイブリッド車両用内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】運転状態に基づいて燃料タンク２４内からの蒸発燃料を前記内燃機関に供給するパージ制御手段２５〜２８と、前記電動機が運転要求等を満たした上で、内燃機関の回転変動を抑制できる駆動力があるか否かを判断する余裕駆動力判定手段(ステップＳ４)と、前記余裕駆動力判定手段により余裕駆動力があると判定された場合に、運転状態に基づいて供給されるパージ量を増大させると共に、パージ量の増大に伴う内燃機関の出力変動を電動機出力により補う制御手段(ステップＳ８、ステップＳ３１〜ステップＳ３４)と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド車両用内燃機関の制御装置に関し、特に、蒸発燃料のパージ処理に好適なハイブリッド車両用内燃機関の制御装置に関するものである。

従来からハイブリッド車両において、キャニスタから蒸発燃料を吸気通路にパージし、適正に燃焼させることによって燃料タンクからの蒸発燃料を有効に利用するハイブリッド車両用内燃機関の制御装置が提案されている(特許文献１参照)。

特許文献１では、エンジンの駆動開始後にパージが実行された場合には、バッテリの充電量ＳＯＣが充電完了相当値に達した後であっても、エンジンの運転を継続して蒸発燃料のパージ処理を優先的に行うことが開示されている。そして、蒸発燃料のパージ量が減少したことを判定した場合に、エンジンの駆動を停止するようにしている。

即ち、上記特許文献１では、バッテリの充電量ＳＯＣが充電完了相当値に達した後も、パージ処理を完了させるためにエンジンを運転し続ける必要があり、本来エンジンを停止しても良い状況で蒸発燃料のパージ処理のためにエンジンを運転させることとしている。

特開平１０−２２４０号公報

ところで、ハイブリッド車両では、エンジンを停止しモータのみで車両を駆動するシーンが存在するため、エンジンのみの車両とは異なり蒸発燃料のパージを行う機会が少なく、蒸発燃料の有効利用を行えないという根本的な課題がある。上記特許文献１においても、パージ処理を完了させるためにエンジンを運転しており、未だ改善の余地がある。言い換えると、上記特許文献１の技術であっても、パージ期間におけるパージ流量を増加できれば、不要なエンジンの運転時間を低減できる。

そこで本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、所定期間中に供給できる蒸発燃料のパージ流量確保に好適なハイブリッド車両用内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、運転状態に基づいて燃料タンク内からの蒸発燃料を前記内燃機関に供給するパージ制御手段と、前記電動機が運転要求を満たした上で、内燃機関の回転変動を抑制できる駆動力があるか否かを判断する余裕駆動力判定手段と、前記余裕駆動力判定手段により余裕駆動力があると判定された場合に、運転状態に基づいて供給されるパージ量を増大させると共に、パージ量の増大に伴う内燃機関の出力変動を電動機出力により補う制御手段と、を備える。

したがって、本発明では、余裕駆動力判定手段により余裕駆動力があると判定された場合に、運転状態に基づいて供給されるパージ量を増大させると共に、パージ量の増大に伴う内燃機関の出力変動を電動機出力により補う制御手段を備えるため、高い蒸発燃料分担率により内燃機関の出力が不安定となる場合であっても、電動機によりその出力変動を補うことができ、車両としての安定性を損なうこと無く蒸発燃料のパージ処理流量を増大できる。

本発明の一実施形態を示すハイブリッド車両用内燃機関の制御装置の概略構成図。 エンジンコントロールユニットにより実行されるパージ処理の手順を示すフローチャート。 パージ処理時の燃料噴射量演算の手順を示すフローチャート。 パージ処理時のモータジェネレータ駆動処理のフローチャート。 モータジェネレータ余裕駆動力に対するパージ分担率演算の参照マップ。 バッテリ劣化状態に対するモータトルク係数を示す参照マップ。 バッテリ温度に対するモータトルク係数を示す参照マップ。 バッテリ充電状態に対するモータトルク係数を示す参照マップ。 モータジェネレータ回転速度に対するモータトルク係数を示す参照マップ。 加速要求に対するモータ余裕駆動力係数を示す参照マップ。

以下、本発明のハイブリッド車両用内燃機関の制御装置の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１は本発明を適用したハイブリッド車両用内燃機関の制御装置の第１実施形態のハイブリッド車両のパワートレーン及びその制御システムを示すシステム構成図である。

図１において、ハイブリッド車両のパワートレーンは、エンジン１と、モータジェネレータ２と、モータジェネレータ２及びエンジン１間で締結及び解放によりトルクを伝達及び遮断する第１クラッチ３と、モータジェネレータ２及びエンジン１の動力を左右駆動輪（左右輪）７，７に伝達する伝達装置を構成する自動変速機５及び終減速機６と、モータジェネレータ２及び自動変速機５間で締結及び解放によりトルクを伝達及び遮断する第２クラッチ４とを備える。また、エンジン１を制御するエンジンコントロールユニット８と、モータジェネレータ２、第１クラッチ３、自動変速機５及び第２クラッチ４を総合的に制御する、制御手段としてのハイブリッドコントロールユニット９とを具える。

前記エンジン１には、吸気通路のエアクリーナ２０を通過させ、スロットルバルブ２１の開度制御により調整された吸入空気が導入され、スロットルバルブ２１の下流に設けられたインジェクタ２２より噴射された燃料と混合されて図示しない燃焼室に導入され、燃焼室で燃焼される。吸入される空気の量（吸入空気量）は、エアフローメータ２３により検出される。

また、スロットルバルブ２１の下流に開口させて、燃料タンク２４からの蒸発燃料処理装置が接続されている。前記蒸発燃料処理装置においては、エンジン運転中や停止中に燃料タンク２４にて発生する蒸発燃料（ベーパ）を、蒸発燃料導管２５によりキャニスタ２６に吸着させる。前記キャニスタ２６に吸着された蒸発燃料は、エンジン運転中に、大気連通管２７より導入される空気と共に、パージコントロールバルブ２８を介して、エンジン１の吸気管に設けたパージポートよりパージされ、吸入空気と共にエンジン１に供給される。エンジンコントロールユニット８は、パージコントロールバルブ２８を制御し、キャニスタ２６から供給する蒸発燃料のパージ量を制御する。

また、燃焼室での燃焼により生じた排気が送られる排気通路３０には、排気中の成分を浄化する排気浄化用の触媒３１が設けられている。この触媒３１は、理論空燃比近傍での燃焼が行われる状態において、排気中のＨＣやＣＯを酸化するとともに同排気中のＮＯｘを還元して排気を浄化する三元触媒により構成されている。前記触媒３１に供給される排気の空燃比を検出するため、触媒３１の上流には、空燃比センサ３２としてリニアＡ／Ｆセンサ若しくはＯ２センサが配置され、その検出空燃比信号はエンジンコントロールユニット８に入力される。

この実施例のハイブリッド車両は、停車状態からの発進時及びアクセルペダルの踏込みをゆるめての走行等を含む低負荷時にエンジン１を停止させた状態でモータジェネレータ２からの動力のみで走行するモータ走行モードと、アクセルペダルを踏込んで加速する時や効率運転が見込まれるエンジン運転領域時等にエンジン１からの動力にのみにより走行するエンジン走行モードと、アクセルペダルを大きく踏込む大負荷走行時等にエンジン１及びモータジェネレータ２の双方からの動力により走行するフル加速走行モードと、減速・制動時等にエンジン１を停止させモータジェネレータ２により発電させて車両を制動させて減速する回生走行モードと、を有する。

エンジン１のクランクシャフトの回転は、モータジェネレータ２を介して、自動変速機５の入力軸に伝達される。第１クラッチ３は、モータジェネレータ２及びエンジン１間に介挿され、これらモータジェネレータ２及びエンジン１間を切り離し可能に結合する。一方で、第２クラッチ４は、モータジェネレータ２及び自動変速機５間に介挿され、これらモータジェネレータ２及び自動変速機５間を切り離し可能に結合する。なお、この第２クラッチ４は、自動変速機５の前段に配置されるものについて図示しているが、自動変速機５にフォワードクラッチとして内蔵させるものであってもよい。モータジェネレータ２は、車輪７，７を駆動するときはモータとして作用し、車輪７，７を回生制動する時はジェネレータ（発電機）として作用するもので、エンジン１及び自動変速機５間に配置されている。

自動変速機５は、図示しない複数の変速摩擦要素（クラッチとブレーキ）を選択的に締結もしくは解放することで所定の変速段を決定し、入力軸からの回転を決定された変速段に応じたギヤ比で変速して出力軸に出力する。自動変速機５は上記した有段の変速機のみならず、無段階に変速比を変更可能な無段変速機であってもよい。この出力された回転は、駆動系統を構成する、ディファレンシャルギヤ装置を含む終減速機６により左右輪７，７へ分配されて伝達される。

図１に示すパワートレーンにおいては、モータ走行モード(及び回生走行モード)が要求される場合、エンジン１を停止させ、第１クラッチ３を解放するとともに第２クラッチ４を締結し、自動変速機５を動力伝達状態にする。この状態にてバッテリ１０よりの電力を、インバータ１１を介してモータジェネレータ２に供給し、モータジェネレータ２を駆動すると、モータジェネレータ２からの出力回転のみが自動変速機５に入力される。自動変速機５は、入力軸に入力された回転を、選択された変速比に応じ変速して変速機出力軸より出力する。この変速機出力軸からの回転は、終減速機６を経て左右輪７，７に伝達される。これにより車両は、モータジェネレータ２からの動力のみによって走行する。

また、回生走行モードにおいても、エンジン１を停止させ、第１クラッチ３を解放するとともに第２クラッチ４を締結し、自動変速機５を動力伝達状態にする。この状態にて、左右輪７，７から終減速機６、自動変速機５を経由してモータジェネレータ２をジェネレータとして回転駆動し、これにより車両は、モータジェネレータ２の発電トルクにより制動されつつ減速走行する。モータジェネレータ２より発電される電力はインバータ１１を介してバッテリ１０に充電される。

一方、モータ走行中にエンジン走行モード及びフル加速走行モードが要求される場合、モータ走行モードからエンジン走行モード(及びフル加速走行モード)に切り替えるためエンジン１を始動する必要がある。このエンジン１の始動は、第１クラッチ３を締結し、モータジェネレータ２のエンジンクランキングトルクによりエンジン１をクランキングし、これによりエンジン１の回転速度を上昇させて行う。エンジン走行モード及びフル加速走行モードでは、第１クラッチ３及び第２クラッチ４を共に締結し、自動変速機５を動力伝達状態にする。エンジン走行モードではエンジン１からの出力回転が、またフル加速走行モードではエンジン１及びモータジェネレータ２の出力回転が、変速機入力軸に入力される。自動変速機５は、入力軸に入力された回転を、選択された変速比に応じ変速して、変速機出力軸より出力する。この変速機出力軸からの回転は、終減速機６を経て左右輪７，７に伝達される。これにより車両は、エンジン１又はエンジン１及びモータジェネレータ２の双方からの動力によって走行する。

かかるエンジン走行中において、エンジン１を最適燃費で運転させるとエネルギが余剰となる場合がある。この場合には、モータジェネレータ２を発電機として作動させることで、この余剰エネルギを電力に変換することができる。そして、発電された電力を後でモータジェネレータ２によるモータ駆動に用いるよう、インバータ１１を介してバッテリ１０に蓄電しておくことで、エンジン１の燃費を向上させることができる。

ハイブリッドコントロールユニット９は、バッテリ１０からの電力によりインバータ１１を介してモータジェネレータ２を駆動制御するが、モータジェネレータ２が発電機として作用する間(前記回生モード時及び上記エンジン走行モード時)は、これからの発電電力をバッテリ１０に蓄電する。このときバッテリ１０が過充電にならないように、ハイブリッドコントロールユニット９は、バッテリ１０の蓄電状態ＳＯＣ（持ち出し可能電力）を検出してバッテリ１０を充電制御する。

ハイブリッド車両では、ドライバの要求を満たしつつ燃費・排気を考慮して、上記各種モードを選択し、図１に示す上記パワートレーンを総合的に制御するために、加速要求検出手段としてのアクセル開度センサ１２からの信号と、上記ハイブリッド車両の車速ＶＳＰを検出する車速センサ１３からの信号と、がハイブリッドコントロールユニット９に入力される。なお、ハイブリッドコントロールユニット９は、上記ハイブリッド車両の運転者の加速や減速の意図を判断するために、アクセル開度センサ１２からのアクセル開度ＡＰＯ信号（アクセルペダル踏込み量）の変化量等を演算して用いている。

ハイブリッドコントロールユニット９は、上記センサ１２，１３が検出したアクセル開度ＡＰＯ及び車速ＶＳＰから、運転者が希望している車両の駆動力を実現でき、且つ、燃費と排気を考慮した最適な運転モード、すなわちモータ走行モード、エンジン走行モード、フル加速モードと回生走行モードとの何れかを選択する。

具体的には、アクセル開度が低くかつ車速が低い領域ではモータ走行モードを、それ以外の領域ではエンジン走行モード若しくはフル加速走行モードを選択する。また、アクセルペダルの踏込みが解除された場合には回生走行モードが選択される。加えて、ハイブリッドコントロールユニット９は、エンジントルク目標値、モータジェネレータトルク目標値、第１クラッチ伝達トルク容量目標値、第２クラッチ伝達トルク容量目標値をそれぞれ演算する。

この演算結果に基づき、ハイブリッドコントロールユニット９は、モータジェネレータ２のトルクがモータジェネレータトルク目標値となるよう、バッテリ１０からの電力によりインバータ１１を介してモータジェネレータ２を制御する。同時に、エンジンコントロールユニット８は、エンジントルクが、ハイブリッドコントロールユニット９により演算されたエンジントルク目標値となるように、図示しないスロットルアクチュエータによりスロットルバルブ２１を操作してエンジン１を制御する。

同じくハイブリッドコントロールユニット９は、第１クラッチ３及び第２クラッチ４の伝達トルク容量が、夫々第１クラッチ伝達トルク容量目標値及び第２クラッチ伝達トルク容量目標値となるように図示しない電磁または油圧ソレノイドを介して第１クラッチ３及び第２クラッチ４を締結制御する。さらにハイブリッドコントロールユニット９は、自動変速機５に対して現在の車速信号とアクセル開度信号を出力する。自動変速機５は前記車速信号とアクセル開度信号により設定した変速スケジュールに基づいて、その変速段(変速比)が目標変速段（目標変速比）となるように、自動変速機５の図示しない油圧制御装置を介して自動変速機５の変速機構を変速制御する。

また、エンジンコントロールユニット８は、エンジントルクがハイブリッドコントロールユニット９により設定されたエンジントルク目標値となるように、電子スロットルバルブ２１のアクチュエータを介してエンジン１を制御する。電子スロットルバルブ２１のアクチュエータの操作量は図示しないスロットルセンサにより検出されエンジンコントロールユニット８にフィードバックされる。また、エンジンコントロールユニット８には、エンジン１の回転速度を検出する回転速度センサ１４、エンジン１の吸入空気量を検出するエアフローメータ２３、排気空燃比を検出する空燃比センサ３２からの検出信号が入力される。エンジンコントロールユニット８は、エンジン走行モード及びフル加速走行モードにおいての走行中、エンジン１の点火時期をモードに応じた時期に設定する。

また、エンジンコントロールユニット８は、ガソリンエンジンの排気ガス浄化装置として三元触媒３１を用いる場合、エンジン１は理論空燃比付近で燃焼させることが必要である。このため吸入空気量（Ｑａ）とエンジン回転速度（Ｎｅ）とから各気筒に吸入される空気量を推定し、この値と予め各回転速度及び負荷において理論空燃比となるように適合した定数（Ｋ）などにより、基本燃料噴射量Ｔｐ（＝Ｋ×Ｑａ／Ｎｅ）を設定する。そして、排気系に設けた空燃比センサ３２（Ｏ２センサ）からの信号に基づいて燃料噴射量Ｔｉ（＝Ｔｐ±Ｔｆ／ｂ）をフィードバック補正している。ここで、空燃比フィードバック補正値はＴｆ／ｂである。前記補正値Ｔｆ／ｂは理論空燃比で燃焼している状態では係数０、即ち、補正を行わない状態とするが、空燃比センサからの信号により理論空燃比より希薄状態と判断した場合には、その値をプラス方向に大きくして燃料噴射量を増加させ、また逆に過濃状態と判断した場合は、その値をマイナス方向に大きくして燃料噴射量を減少させることにより、理論空燃比になるように増減を繰り返す。

前記補正値Ｔｆ／ｂは、パージコントロールバルブ２８を開いてキャニスタ２６に吸着されている蒸発燃料が吸気通路に導入されてパージされる状態においては、吸入空気中にキャニスタ２６からのパージ量に対して蒸発ガス成分が多い場合、通常の燃料噴射量ではパージ量に含まれる蒸発ガス成分の分だけ過濃となるので、燃料噴射量を減少させるべく、補正値Ｔｆ／ｂの値はマイナス方向に大きくなる。また、パージ量に含まれる蒸発ガス成分が減少すると、その分、希薄となるので、燃料噴射量を増加させるべく、補正値Ｔｆ／ｂの値はマイナス方向から０に近づくよう大きくなる。これにより、補正値Ｔｆ／ｂの値をモニタすることにより、パージによる蒸発燃料成分の濃度を推定できる。

前記エンジンコントロールユニット８は、エンジン運転状態、例えば、高負荷領域を除く運転領域において、前記蒸発燃料処理装置のパージコントロールバルブ２８を開いて蒸発燃料のパージ処理を実行する。これは、空燃比フィードバック制御領域と一致しており、前述したようにパージ量の推定にフィードバック制御の補正値Ｔｆ／ｂを用いるからである。なお、パージ処理を実行するエンジン運転状態として、高負荷領域であっても空燃比フィードバック制御を実行する機種であれば、高負荷領域であって、かつ、吸気負圧が確保できる領域であればパージ領域を拡大させてもよい。

前記蒸発燃料処理装置のキャニスタ２６からの蒸発燃料は、スロットルバルブ２１により生ずるブースト圧(負圧)とパージコントロールバルブ２８の開度に応じて、吸気通路に導入される。前記蒸発燃料処理装置のパージコントロールバルブ２８の開度は、エンジン運転状態に応じて、例えば、次のようにして予め設定される。

パージ濃度が最大であるときに、エアクリーナを通過して供給される新気量に対してパージを供給しても燃焼が不安定とならないパージ流量（以降、パージ分担率という）が存在する。このパージ流量はエンジン運転状態によって異なり、具体的には、運転状態に応じたパージ分担率を満足するマップを持ち、そして、このパージ分担率を満足するようなパージコントロールバルブ２８の開度を演算、若しくは予めマップに格納することでパージ制御を行っている。なお、単に、運転状態に応じたパージ分担率を満足するようなパージコントロールバルブ２８の開度をマップとして予め持つだけでも良い。

ところで、ハイブリッド車両においてはモータジェネレータ２の駆動力を利用してエンジン１の変動を抑制することができる。ここで、モータジェネレータ２の駆動力がドライバの運転要求やバッテリの充電要求を満足した上で、最大駆動力に対して余裕がある場合はこの駆動力（以下、余裕駆動力と言う）をエンジン１の変動抑制のために利用することで運転性の悪化を防止できる。

そこで、本実施の形態では、上記した蒸発燃料のパージ処理の実行時に、エンジン１の出力変動を補うことができる余裕駆動力があると判断される場合には、前記エンジン運転状態に応じて予め設定される開度を超えてパージコントロールバルブ２８を開いてパージ分担率を増加させる。これは、通常はエンジン１の出力変動を発生させない妥協したパージ流量としているが、モータジェネレータ２の駆動力に余裕がある場合には、パージガスを多量に入れて燃焼不安定によるトルク変動が発生したとしても、モータジェネレータ２の余裕駆動力を利用して、このトルク変動を補償することができることを狙ったものである。これにより、所定期間当りのパージ流量を運転性等を犠牲にすること無く増大させることができる。

より具体的には、出力可能なモータジェネレータ２の最大駆動力と比較して、モータジェネレータ２により加速等の車両駆動に要求されている駆動力を供給している状態において、モータジェネレータ２から余分に上乗せして出力可能なモータ余裕駆動力を演算する。そして、演算したモータ余裕駆動力が予め設定した数値を超えている場合には、前記蒸発燃料処理装置のパージコントロールバルブ２８の開度を、前記モータ余裕駆動力に応じて増加させて、蒸発燃料のパージ処理流量を増量させる。

そして、前記ハイブリッドコントロールユニット９は、前記パージ処理が実行されている場合に、エンジン回転速度をモニタし、モニタしたエンジン回転速度が変動する場合に、モータジェネレータ２の駆動トルクを増減させて、エンジントルクの変動を吸収させ、エンジン１の回転変動を抑制するよう制御する。

以下、エンジンコントロールユニット８により所定時間毎に実行される上述したパージ処理の詳細な手順を、図２に示すフローチャートに基づいて説明する。

先ず、上述した制御を行う条件であるかを判断するために、ステップＳ１，Ｓ２の判断を行う。ステップＳ１において、エンジン１が運転されるエンジン走行モード若しくはフル加速モードであるか否かが判定され、エンジン走行モード若しくはフル加速モードである場合にはステップＳ２へ進み、エンジン１が停止されるか停止されているモータ走行モード若しくは回生走行モードである場合には、上述のパージに関する制御の条件では無いため今回の処理ルーチンを終了する。

ステップＳ２では、パージ処理フラグがＯＮであるかどうか、若しくは、パージ処理の実行中を示すフラグＦの値を判断する。前記パージ処理フラグは、キャニスタ２６に吸着されている蒸発燃料が所定量を超えている場合に、「ＯＮ」に設定される。即ち、パージ処理フラグがＯＦＦであり、且つ、フラグＦの値が０である場合には、パージ処理が終了して燃料タンク２４から蒸発されてキャニスタ２６に吸着されている蒸発燃料が所定量以下となっていると判断でき、ステップＳ３へ進み、パージコントロールバルブ２８を閉じ、蒸発燃料を吸気通路に導入しない状態における基本燃料噴射量を演算し、この演算に基づく燃料噴射量を燃料噴射弁より噴射し、空燃比センサ３２よりのフィードバック補正によりエンジン１を運転する。しかしながら、ステップＳ２におけるフラグＦの値が１である場合にはパージ処理実行中であり、パージ処理を継続させるためにステップＳ４へ進む。

ステップＳ４では、モータジェネレータが運転要求等を満たした上で、エンジン１の回転変動を抑制できる駆動力があるかを判断するためにモータ余裕駆動力を演算する。モータ余裕駆動力は、以下の手順で求める。先ず、モータジェネレータ２の仕様から決まるモータ最大駆動力Ｔｍａｘと、バッテリ１０の劣化状態・温度・充電状態と、現在のモータ回転速度と、から現在出力できるモータジェネレータ２の有効モータ駆動力Ｔｍを算出する。そして、前記した現在出力できるモータジェネレータ２の駆動力から現在車両走行に使用しているモータ駆動力を減算したものとアクセル開度変化量ΔＡＰＯ（即ち、加速要求分）と、からモータ余裕駆動力を算出する。

具体的に説明すると、先ず、バッテリ１０は劣化状態が進むにつれて最大出力が低下する。このため、新品のバッテリ１０状態を最大出力（ここでは、モータトルクに対する係数としてモータトルク係数という）を「１」とすると、劣化が進むにつれてモータトルク係数は、図６に示すように、１からある時点で大きく低下する特性となる。従って、図６に示す特性に基づいてバッテリ劣化状態に対するモータトルク係数Ｋ１を算出する。

また、バッテリ１０は温度が高い状態では最大出力が大きく、温度が低下するにつれて最大出力が低下する。このため、高温状態のバッテリ１０で得られる最大出力（ここでは、モータトルクに対する係数としてモータトルク係数という）を「１」とすると、温度が低下するにつれてモータトルク係数は、図７に示すように、１からある時点で大きく低下する特性となる。従って、図７に示す特性に基づいてバッテリ温度状態に対するモータトルク係数Ｋ２を算出する。

また、バッテリ１０は充電状態ＳＯＣが高い状態では最大出力が大きく、充電状態ＳＯＣが低下するにつれて最大出力が低下する。このため、充電状態ＳＯＣが高い状態のバッテリ１０で得られる最大出力（ここでは、モータトルクに対する係数としてモータトルク係数という）を「１」とすると、充電状態ＳＯＣが低下するにつれてモータトルク係数は、図８に示すように、１からある時点で大きく低下する特性となる。従って、図８に示す特性に基づいてバッテリ充電状態ＳＯＣに対するモータトルク係数Ｋ３を算出する。

また、モータジェネレータ２は、図９に示すように、その回転速度が低速状態では高いモータトルクが得られ、ある一定の回転速度を超えると回転速度の上昇に反比例して得られるモータトルクが低下する特性を備える。このため、前記ある一定の回転速度までに得られる高いモータトルク（ここでは、モータトルクに対する係数としてモータトルク係数という）を「１」とすると、モータ回転速度が前記ある一定の回転速度より増加するにつれてモータトルク係数は、図９に示すように、１から大きく低下する特性となる。従って、図９に示す特性に基づいてモータ回転速度に対するモータトルク係数Ｋ４を算出する。

次いで、上記で求めた各モータトルク係数Ｋ１〜Ｋ４とモータジェネレータ２の仕様から決まるモータ最大駆動力Ｔｍａｘとにより、有効モータ駆動力Ｔｍ(＝Ｔｍａｘ×Ｋ１×Ｋ２×Ｋ３×Ｋ４)を算出する。 そして、前記有効モータ駆動力Ｔｍから現在車両走行に使用しているモータ駆動力Ｔｓを差し引き、使用可能なモータ駆動力Ｔｘ(＝Ｔｍ−Ｔｘ)を算出し、この使用可能なモータ駆動力Ｔｘから車両の加速要求に消費される駆動力分(モータ余裕駆動力係数Ｋ５)を除いたモータ駆動力がモータ余裕駆動力となる。

前記車両の加速要求に消費される駆動力分はアクセルペダルの開度変化量ΔＡＰＯ（即ち、加速要求分）に応じて増加する。このため、前記使用可能なモータ駆動力Ｔｘに対するモータ余裕駆動力、即ち、モータ余裕駆動力係数Ｋ５は、図１０に示すように、開度変化量ΔＡＰＯが小さい領域では加速要求に消費される駆動力が小さいため使用可能なモータ駆動力Ｔｘの消費はほとんどなく(モータ余裕駆動力係数Ｋ５＝１)、アクセルペダルの開度変化量ΔＡＰＯ（即ち、加速要求分）が増加するに連れてモータ余裕駆動力係数Ｋ５が「１」から低下する特性となる。従って、モータ余裕駆動力は、使用可能なモータ駆動力Ｔｘ×モータ余裕駆動力係数Ｋ５により求めることができる。

ステップＳ５では、エンジン運転状態に応じて予め設定されるパージ分担率を増加させることができるかを判断するためにステップＳ４で求めたモータ余裕駆動力が所定値以上であるか否を判断する。その結果、モータ余裕駆動力が所定値未満である場合にはパージ分担率を増加してしまうとエンジン１の回転変動を吸収しきれないと判断してステップＳ６へ進み、運転状態に基づいて予め設定されるパージ分担率となる前記蒸発燃料処理装置のパージコントロールバルブ２８の開度に設定してキャニスタ２６からの蒸発燃料を吸気通路に導入して、蒸発燃料のパージ処理を実行する。

一方、ステップＳ５でモータ余裕駆動力が所定値以上である場合にはステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、図５に示すパージ分担率マップに基づいて、前記蒸発燃料処理装置のパージコントロールバルブ２８の開度を、前記モータ余裕駆動力に応じて増加させて、蒸発燃料のパージ処理流量を増量させる。

図５に示すように、パージ分担率は、モータ余裕駆動力が所定値未満である場合には予め低く設定されたバージ分担率となっており、モータ余裕駆動力が所定値を超えた段階から、モータ余裕駆動力の増加に連れて上昇するバージ分担率が設定されている。ここで所定値は、ステップＳ５で設定されるモータ余裕駆動力に対する判定値と同じであっても良いし、大きくても良い。ステップＳ５の所定値より大きい場合は、予め低く設定されたバージ分担率が、運転状態によって定まるパージ分担率よりも若干大きな値に設定すれば良い。

ステップＳ８では、ステップＳ６またはステップＳ７で設定されたパージ分担率となるよう、前記蒸発燃料処理装置のパージコントロールバルブ２８の開度を設定し、ステップＳ９へ進む。

ステップＳ９では、パージ時の燃料噴射量を、図３に示すサブルーチンにより演算する。即ち、図３に示すサブルーチンでは、ステップＳ２１において、吸入空気量（Ｑａ）とエンジン回転速度（Ｎｅ）とから各気筒に吸入される空気量を推定し、この値と予め各回転速度及び負荷において理論空燃比となるように適合した定数（Ｋ）などにより、基本燃料噴射量（基本燃料噴射量Ｔｐ＝Ｋ×Ｑａ／Ｎｅ）を設定する。

ステップＳ２２では、排気系に設けた空燃比センサ３２（Ｏ２センサ）からの空燃比信号λ(空気過剰率)が１未満であるか否かが判定され、空燃比信号λ(空気過剰率)が理論空燃比より過濃状態(１以下)と判断した場合にはステップＳ２３へ進み、空燃比フィードバック補正値Ｔｆ／ｂを所定値αだけ減量する。また、空燃比信号λ(空気過剰率)が理論空燃比より希薄状態(１以上)と判断した場合にはステップＳ２４へ進み、空燃比フィードバック補正値Ｔｆ／ｂを所定値αだけ増量する。そして、ステップＳ２５において、今回の処理ルーチンの最終燃料噴射量ＴＦを(ＴＰ＋Ｔｆ／ｂ)と設定する。

そして、パージ処理の終了判定であるステップＳ１０において、パージガス残量が所定量以下か否かが判定される。この判定においては、前記空燃比フィードバック補正値Ｔｆ／ｂが予め設定された所定値Ｔｆ／ｂａ以下に低下しているか否かで判定される。即ち、前記空燃比フィードバック補正値Ｔｆ／ｂは、前述したように、パージコントロールバルブ２８を開いてキャニスタ２６に吸着されている蒸発燃料が吸気通路に導入されてパージされる状態においては、吸入空気中にキャニスタ２６からの蒸発燃料のパージ量が多い場合、通常の燃料噴射量では蒸発燃料のパージ量の分だけ過濃となるので、燃料噴射量を減少させるべく、補正値Ｔｆ／ｂの値はマイナス方向に大きくなる。また、パージ量が減少すると、その分、希薄となるので、燃料噴射量を増加させるべく、補正値Ｔｆ／ｂの値はマイナス方向から０に近づくよう大きくなる。これにより、補正値Ｔｆ／ｂの値をモニタすることにより、吸入空気中への蒸発燃料のパージ量を推定することができる。

そして、前記空燃比フィードバック補正値Ｔｆ／ｂが予め設定された所定値Ｔｆ／ｂａより大きい場合にはステップＳ１１へ進み、パージ処理の実行中を示すフラグＦの値をＦ＝１に設定して今回の処理ルーチンを終了する。また、前記空燃比フィードバック補正値Ｔｆ／ｂが予め設定された所定値Ｔｆ／ｂａ以下に低下している場合にはステップＳ１２へ進み、パージ処理の実行中を示すフラグＦの値をＦ＝０に設定して今回の処理ルーチンを終了する。

上記パージ処理の実行中において、前記ハイブリッドコントロールユニット９は、図４に示すサブルーチンを所定時間毎に実行することで、エンジン１がパージ量の増大によって燃焼不安定となり回転変動が発生した場合であってもモータの駆動力に加速要求以外に余裕がある場合は、この余裕駆動力を利用してエンジンの回転変動に伴うトルクショックを防止する。そこで、図４のサブルーチンでは、まず、ステップＳ３１において、パージ処理の実行中を示すフラグＦの値を判断する。即ち、フラグＦの値が０である場合には、エンジン１の回転変動抑制のサブルーチンを実行せずに今回の処理ルーチンを終了する。しかし、パージ処理の実行中を示すフラグＦの値が１である場合にはステップＳ３２へ進み、エンジン１の回転変動抑制のサブルーチンの実行を開始する。

ステップＳ３２では、エンジン１の回転速度が読込まれ、ステップＳ３３では、前回の処理ルーチンにおけるエンジン回転速度と比較してエンジン１の回転速度変動があるか否かが判定され、回転速度変動がない場合は今回の処理ルーチンを終了する。しかし、前回の処理ルーチンにおけるエンジン回転速度と比較してエンジン１の回転速度変動がある場合には、ステップＳ３４へ進み、エンジン１の回転変動を抑制する方向にモータジェネレータ２の駆動トルクを増減させて、エンジン１の回転変動を抑制する。

前記エンジン１の回転変動抑制の制御が実行されることにより、パージ処理によって発生したエンジン１の燃焼変動を補償する駆動力をモータジェネレータ２が発生できる場合、前記蒸発燃料処理装置のパージコントロールバルブ２８の開度を増加させ、パージ分担率を上昇させることができ、エンジン１を安定して回転させることができる。

また、モータ余裕駆動力に応じてパージ分担率を上昇させるものであるため、高いパージ分担率によりエンジン出力が不安定となる場合であっても、モータジェネレータ２によりその回転変動や出力低下を補うことができ、蒸発燃料のパージ処理流量の確保に好適であり、パージ処理時間を短縮することができる。しかも、パージを増大させたことによるエンジン１の変動をモータジェネレータ２により補償するので、過渡の応答遅れなく、パージ流量を上げることができる。さらに、従来技術のように、パージ処理のためにのみエンジン１を運転する例に適用したとしても、本実施例ではパージ流量を増大できるので不要なエンジン１の運転時間を低減できる。また、蒸発燃料を多量に貯蔵するためにキャニスタを改良する必要がないので、コスト上昇を防止することができる。

なお、上記実施形態では、ハイブリッド車両のパワートレーンとして、エンジン１・モータジェネレータ２・変速機５が第１，２クラッチ３，４を介して接続するものについて説明したが、エンジン１とモータジェネレータ２との動力が遊星歯車機構の２つの要素に連結され、遊星歯車機構のその他の要素が車両駆動系統に直接若しくは変速要素を介在させて連結されるものであってもよい。

また、上記実施形態では、終了判定を行うステップＳ１０において、空燃比フィードバック補正値Ｔｆ／ｂが予め設定された所定値Ｔｆ／ｂａ以下に低下しているか否かで判定するものについて説明した。しかし、パージ開始時における空燃比フィードバック補正値Ｔｆ／ｂに基づいて蒸発燃料のパージ残量を学習制御し、所定のパターンマップに基づいてパージ残量を推定し、この推定したパージ残量が予め設定した値まで低下した段階で、パージ処理を終了するものであってもよい。

本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。

（ア）バッテリ１０と、当該バッテリからの電力により駆動される電動機(モータジェネレータ２)と、内燃機関(エンジン１)とを備え、車両の運転状態に応じて内燃機関および／または前記電動機とを制御して車両を走行させるハイブリッド自動車に適用され、運転状態に基づいて燃料タンク２４内からの蒸発燃料を前記内燃機関に供給するパージ制御手段２５〜２８と、前記電動機が運転要求等を満たした上で、内燃機関の回転変動を抑制できる駆動力があるか否かを判断する余裕駆動力判定手段(ステップＳ４)と、前記余裕駆動力判定手段により余裕駆動力があると判定された場合に、運転状態に基づいて供給されるパージ量を増大させると共に、パージ量の増大に伴う内燃機関の出力変動を電動機出力により補う制御手段(ステップＳ８、ステップＳ３１〜ステップＳ３４)と、を備える。

このため、運転状態に応じて定まるパージ分担率によりパージ流量を増大させて供給しても、電動機によりエンジン１の回転変動や出力低下を補うことができ、車両としての運転性を損なうこと無く蒸発燃料のパージ処理流量を増大でき、パージ処理時間を短縮することができる。しかも、エンジン１で不足する駆動力をモータジェネレータ２により肩代わりさせて出力するので、過度の応答遅れなく、パージ流量を上げることができる。また、蒸発燃料を多量に貯蔵するためにキャニスタを改良する必要がないので、コスト上昇を防止することができる。

（イ）前記パージ制御手段より混合気に混合される蒸発燃料の割合は、前記余裕駆動力判定手段により判定した余裕駆動力に応じて増量させるため、運転状態に応じて定まるパージ分担率よりも高いパージ分担率を確保することができる。

（ウ）前記余裕駆動力判定手段は、判定する余裕駆動力を前記バッテリ１０の充電状態に応じて増減させるため、バッテリ１０の充電状態を考慮した最適な余裕駆動力を算出できる。例えば、充電状態ＳＯＣが低いときには、充電状態ＳＯＣが高い場合の余裕駆動力に比して実際には小さな余裕駆動力しかない。ここで、充電状態ＳＯＣが高いときの余裕駆動力に応じたパージ分担率を設定してしまうと、仮にパージ濃度が最大であるときには実際の余裕駆動力ではエンジンの回転変動を抑制できない可能性がある。しかしながら、余裕駆動力をバッテリの充電状態を考慮した最適な値として求めることができるので、パージ分担率が実際の余裕駆動力を超えたエンジンの回転変動を招くことは無い。従って、エンジンの回転変動を余裕駆動力により適宜防止できる。

（エ）前記余裕駆動力判定手段は、判定する余裕駆動力を前記バッテリの劣化状態に応じて増減させるため、バッテリ１０の劣化状態を考慮した最適な余裕駆動力を算出できる。例えば、バッテリ１０の劣化状態が大きいときには、劣化状態が低い場合の余裕駆動力に比して実際には小さな余裕駆動力しかない。ここで、バッテリ１０の劣化状態が低いときの余裕駆動力に応じたパージ分担率を設定してしまうと、仮にパージ濃度が最大であるときには実際の余裕駆動力ではエンジンの回転変動を抑制できない可能性がある。しかしながら、余裕駆動力をバッテリ１０の劣化状態を考慮した最適な値として求めることができるので、パージ分担率が実際の余裕駆動力を超えたエンジンの回転変動を招くことは無い。従って、エンジンの回転変動を余裕駆動力により適宜防止できる。

（オ）前記余裕駆動力判定手段は、判定する余裕駆動力を前記バッテリ１０の温度状態に応じて増減させるため、バッテリ１０の温度状態を考慮した最適な余裕駆動力を算出できる。例えば、バッテリ１０の温度が低いときには、バッテリ１０の温度が高い場合の余裕駆動力に比して実際には小さな余裕駆動力しかない。ここで、バッテリ１０の温度が高いときの余裕駆動力に応じたパージ分担率を設定してしまうと、仮にパージ濃度が最大であるときには実際の余裕駆動力ではエンジンの回転変動を抑制できない可能性がある。しかしながら、余裕駆動力をバッテリ１０の温度状態を考慮した最適な値として求めることができるので、パージ分担率が実際の余裕駆動力を超えたエンジンの回転変動を招くことは無い。従って、エンジンの回転変動を余裕駆動力により適宜防止できる。

（カ）前記余裕駆動力判定手段は、判定する余裕駆動力を電動機の回転速度の上昇に応じて低下させるため、電動機の回転速度を考慮した最適な余裕駆動力を算出できる。例えば、電動機の回転速度が高いときには、電動機の回転速度が低い場合の余裕駆動力に比して実際には小さな余裕駆動力しかない。ここで、電動機の回転速度が低いときの余裕駆動力に応じたパージ分担率を設定してしまうと、仮にパージ濃度が最大であるときには実際の余裕駆動力ではエンジンの回転変動を抑制できない可能性がある。しかしながら、余裕駆動力を電動機の回転速度を考慮した最適な値として求めることができるので、パージ分担率が実際の余裕駆動力を超えたエンジンの回転変動を招くことは無い。従って、エンジンの回転変動を余裕駆動力により適宜防止できる。

（キ）前記余裕駆動力判定手段は、判定する余裕駆動力をアクセルペダルの踏込みによる車両加速要求に応じて低下させるため、車両加速要求を考慮した最適な余裕駆動力を算出できる。例えば、車両加速要求が高いときには、車両加速要求が低い場合の余裕駆動力に比して実際には小さな余裕駆動力しかない。ここで、車両加速要求が低いときの余裕駆動力に応じたパージ分担率を設定してしまうと、仮にパージ濃度が最大であるときには実際の余裕駆動力ではエンジンの回転変動を抑制できない可能性がある。しかしながら、余裕駆動力を車両加速要求を考慮した最適な値として求めることができるので、パージ分担率が実際の余裕駆動力を超えたエンジンの回転変動を招くことは無い。従って、エンジンの回転変動を余裕駆動力により適宜防止できる。

（ク）前記余裕駆動力判定手段は、使用されている電動機出力を減算して余裕駆動力を演算するため、使用されている電動機出力を考慮した最適な余裕駆動力を算出できる。例えば、使用されている電動機出力が高いときには、使用されている電動機出力が低い場合の余裕駆動力に比して実際には小さな余裕駆動力しかない。ここで、使用されている電動機出力が低いときの余裕駆動力に応じたパージ分担率を設定してしまうと、仮にパージ濃度が最大であるときには実際の余裕駆動力ではエンジンの回転変動を抑制できない可能性がある。しかしながら、余裕駆動力を使用されている電動機出力を考慮した最適な値として求めることができるので、パージ分担率が実際の余裕駆動力を超えたエンジンの回転変動を招くことは無い。従って、エンジンの回転変動を余裕駆動力により適宜防止できる。

１ 内燃機関としてのエンジン
２ モータジェネレータ
３、４ クラッチ
５ 変速機
６ 終減速機
７ 駆動輪
８ エンジンコントロールユニット
９ ハイブリッドコントロールユニット
１０ 二次電池としてのバッテリ
１１ インバータ
２８ パージコントロールバルブ

Claims (9)

1. バッテリと、当該バッテリからの電力により駆動される電動機と、内燃機関とを備え、車両の運転状態に応じて内燃機関および／または前記電動機とを制御して車両を走行させるハイブリッド自動車に適用され、
   運転状態に基づいて燃料タンク内からの蒸発燃料を前記内燃機関に供給するパージ制御手段と、
   前記電動機が運転要求を満たした上で、内燃機関の回転変動を抑制できる駆動力があるか否かを判断する余裕駆動力判定手段と、
   前記余裕駆動力判定手段により余裕駆動力があると判定された場合に、運転状態に基づいて供給されるパージ量を増大させると共に、パージ量の増大に伴う内燃機関の出力変動を電動機出力により補う制御手段と、を備えることを特徴とするハイブリッド車両用内燃機関の制御装置。
2. 前記パージ制御手段より混合気に混合される蒸発燃料の割合は、前記余裕駆動力判定手段により判定した余裕駆動力に応じて増量させることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両用内燃機関の制御装置。
3. 前記余裕駆動力判定手段は、判定する余裕駆動力を前記バッテリの充電状態に応じて増減させることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両用内燃機関の制御装置。
4. 前記余裕駆動力判定手段は、判定する余裕駆動力を前記バッテリの劣化状態に応じて増減させることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のハイブリッド車両用内燃機関の制御装置。
5. 前記余裕駆動力判定手段は、判定する余裕駆動力を前記バッテリの温度状態に応じて増減させることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一つに記載のハイブリッド車両用内燃機関の制御装置。
6. 前記余裕駆動力判定手段は、判定する余裕駆動力を電動機の回転速度の上昇に応じて低下させることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか一つに記載のハイブリッド車両用内燃機関の制御装置。
7. 前記余裕駆動力判定手段は、判定する余裕駆動力をアクセルペダルの踏込みによる車両加速要求に応じて低下させることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか一つに記載のハイブリッド車両用内燃機関の制御装置。
8. 前記余裕駆動力判定手段は、使用されている電動機出力を減算して余裕駆動力を判定することを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか一つに記載のハイブリッド車両用内燃機関の制御装置。
9. 前記運転状態に基づいて設定されるパージ量は、パージ濃度が最大であるときに蒸発燃料を供給して内燃機関の安定運転が補償されるパージ量であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一つに記載のハイブリッド車両用内燃機関の制御装置。

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